310th循环流化床锅炉的烘炉方法

第25卷第6期水利电力机械

Vol.25　No.6　2003年12月W ATER C ONSERVANCY &E LECTRIC POWER M ACHI NERY

Dec.2003

310t/h 循环流化床锅炉的烘炉方法

Method for refractory curing of 310t/h circulating fluidized 2bed boiler

徐晖

(上海石油化工股份有限公司热电总厂,上海　200540)

摘　要:介绍了国内首台310t/h 循环流化床锅炉的烘炉目的、主要步骤及方法。针对烘炉工作中出现的一些问题,在第二台循环流化床锅炉上实施了相应的烘炉改进措施。关键词:循环流化床锅炉;烘炉;方法

中图分类号:TK 227.7:TK 229.6+6 文献标识码:B 文章编号:1006-6446(2003)06-0006-03

收稿日期:2003-07-18

作者简介:徐晖(1970-),男,上海人,上海石油化工股份有限公司热电总厂工程师,从事热能动力及热电联产工作。

0　引言

上海石化热电总厂扩建工程设计为2台310t/h

循环流化床(以下简称CF B )锅炉(分别为5A 、5B )配置1台100MW 双抽汽凝汽式汽轮发电机组。CF B 锅炉是近20年来国际上研究出的先进的清洁燃料锅炉,这种锅炉燃烧技术具有氮氧化物排放低,可在燃烧过程中直接脱硫,燃料适应性广、燃烧效率高、排除的灰渣易于综合利用、负荷调节范围大等优点,在世界范围内得到了广泛的应用和发展。5A 、5B 锅炉燃料为上海石化炼化部延迟焦化联合装置产出的28×104t/年高硫石油焦副产品和山西大同混烟煤,设计工况焦煤混烧的重量比为3:1。石油焦是炼油过程中的副产品,它含有很高的硫分(一般为2%～7%,约为燃煤含硫量的10倍)和重金属含量,通常只能用作燃料,且因含硫量高容易造成设备腐蚀和环境污染,但是它较适宜在循环流化床锅炉中燃烧。5A 、5B 锅炉系F oster Wheeler (以下简称FW )芬兰公司提供技术、上海锅炉厂制造的高温高压、单汽包、自然循环、户外型循环流化床锅炉,型号为FWE OY -310/98,其中的5A 锅炉是国内安装的第1台310t/hCF B 锅炉,也是国内首台实施焦煤混烧的CF B 锅炉。CF B 锅炉本体主要由4部分组成:燃烧室、汽冷旋风分离器、密封返料阀和尾部对流烟道。

2台锅炉均配置有管道燃烧器和启动燃烧器各1

台。5A 锅炉的调试工作是从2001年底开始的,于

2002年4月20日顺利结束,调试主要包括各设备分步试转、DCS 组态及冲管等工作,其中由于CF B 锅炉结构的特殊性,其烘炉工作也是整个调试阶段的重点之一。

1　耐磨耐火材料的分布及烘炉目的

由于CF B 锅炉的的燃烧和传热机理与常规的煤粉锅炉不同,其受热面受到大量固体燃料颗粒的连续不断地冲刷,设备磨损情况也相对较突出。据报道,美国Nucla 电厂的420t/h CF B 锅炉在1988～1990年期间,共运行15700h ,因热面管、耐磨耐火材料层、风帽等磨损造成的运行事故,使得事故率接近停炉总数的50%。因此,必须对CF B 锅炉中压力部件的重要部位覆盖耐磨耐火材料层,进行防磨处理。耐磨耐火材料主要分布在如下几个位置:

(1)燃烧室下部。此处呈倒锥体形,是床料密度最高的地方。在这里床料(粒径为0～6mm 左右的焦煤)和添加的脱硫剂石灰石粉相混合,并被布风板流化,小的颗粒被气流带走,滞留于此较重的颗粒则存在很强的磨损性,因此耐磨耐火材料的覆盖范围从布风板开始到燃烧室中垂直壁与斜壁的交界处,以防密相流化区床料的磨损。

第25卷第6期徐晖:310t/h 循环流化床锅炉的烘炉方法・7・

表1　310t/h CF B 锅炉所用耐磨耐火材料

设备名称件数

质量/kg

FW 公司推荐牌号

国内替代牌号屏式过热器44×2600=10400M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料水冷屏幕22×3100=6200

M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料燃烧室下部

1

28600M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料

1500C oolcast 轻质保温浇注料一次风箱114000

Insulite 中质保温浇注料15000M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料3000H igun 160刚玉莫来石耐磨可塑料汽冷旋风分离器及出口管1

4500

H igun 160刚玉莫来石耐磨可塑料34000M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料44000Extrahs 特级高强耐磨浇注料27000

C oolcast 轻质保温浇注料密封返料阀2

2×13300=26600M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料

2×7500=15000

C oolcast 轻质保温浇注料管道燃烧器1

167001800Castable 纯刚玉浇注料76000Insulite 中质保温可塑料冷渣器22×3000=6000

FusedS ilica Castable

熔融石英可浇注料2×11400=22800Y L70mm 刚玉莫来石自流耐磨浇注料

2×5600=11200

C oolcast 轻质保温浇注料环路密封1

18000M orflo 160刚玉莫来石自流耐磨浇注料

12600

C oolcast

轻质保温浇注料

(2)炉内传导表面。在水冷屏幕、屏式过热器底部弯曲并于循环流化床床料的流动方向垂直的部

位,采用了耐磨耐火材料进行保护。

(3)燃烧室烟气出口处。较轻的颗粒和烟气向燃烧室出口处汇集,其中携带的高温高速不定向床料必然会对此处部件造成一定程度的磨损,故在此管道的两侧、上部和下部都有耐磨耐火材料保护层。

(4)不与燃烧室相连的压力部件(汽冷旋风分离器进、出口,密封返料阀)。这些部件是CF B 锅炉在结构上的主要特征之一。由于此处有高温高速床料和烟气流经该压力部件表面并改变了流向,所以该部件表面就应该有耐火材料层予以保护。

(5)冷渣器。因存在高速不定向气流,故也要布置耐磨耐火材料层予以保护。

(6)风道燃烧器。因此处燃油火焰中心温度高达1900℃左右,故需布置耐火材料层,防止风道燃烧器管壁的损坏。

310t/h CF B 锅炉炉内砖筑的耐磨耐火材料约有300多吨,它的选择是根据锅炉供应商给出的性能

参数来决定的。FW 公司和江苏省宜兴市刚玉砖厂

签定的协议规定,5A 、5B 锅炉安装的耐磨耐火浇注

料由FW 公司全权委托该厂制造,FW 公司则选派监理人员负责检查现场施工质量,主要监督物料质量、掺水率、浇捣情况等。根据FW 公司提供的资料,表1为1台310t/h CF B 锅炉所采用的耐磨耐火材料详细情况。

由于在耐磨耐火浇注料的砖筑安装时,上述材料潮湿并且尺寸略大于完全干燥时的尺寸。因此,它必须在承受锅炉正常运行时的850～870℃高温条件之前进行干燥固化,以脱去自然水及结晶水,使存在于上述区域的浇注料内的水分能够缓慢蒸发逸出,以避免锅炉投入运行时,这些部件处的水分急剧蒸发,造成裂缝、凸起、错位,严重时造成脱离等不正常状况发生,从根本上延长耐磨耐火浇注料的使用寿命,防止锅炉部件的磨损,故在锅炉启动前必需采取烘炉的程序,使浇注料固化。

2　烘炉应具备的基本条件

(1)锅炉本体的安装及保温工作已结束,炉墙漏

风试验合格。

(2)烘炉相关的汽水系统(主蒸汽、一次风、二次风、烟气、压缩空气等)及DCS 控制系统、电气、热工